酶的催化机理 ppt课件

反应速度。 G
P+ E
无酶参与
一定时间内 到同一地点
S→P（要求S的自由能高） 马拉松
有酶参与下
E + S →ES →E + P
坐车
（要求S的自由能低）
ES 中间产物 中间产物的催化机理可由诱导契合机制描述
一、与酶高效催化作用有关的因素
1、底物与酶的接近与定向效应(邻近反应学说 与轨道定向学说)∶
溶菌酶的两个催化羧基：
Glu35-COOH Asp52-COO-
不同酶起主要作用的因素可能不同，各自都 有特点。一般说：多种因素联合作用才是整 个反应加快的原因。
例：丝氨酸蛋白酶的催化机制 其中包括共价催化、酸碱催化、及底物
邻近与定向
二、关于酶对作用底物的专一性 1、锁钥假说∶ 2、诱导契合学说∶ 例如∶己糖激酶
酶为什么具有如此高的催化效率和专一性?
这与酶催化作用的机制有关
酶和底物的相互作用和变化过程称之为酶的作用机制。
酶的催化机理
目录
1
• 中间产物学说
2
• 影响酶催化效率的因素
3
• 酶催化作用专一性的机理
4
• 几种酶作用机制的举例
关于酶的作用机制，目前较来自百度文库公认的是Michalis 和Mermen在 1913年首先提出的中间产物学说，即
底物的反应基团与酶活性中心的催化基团相 互严格的定向，使得活性中心的底物浓度特别 高，从而使反应速度增高。
定向效应包括： 反应物的反应基团之间 酶的催化基团和底物反应基团之间
2、底物分子的敏感键产生张力或变形
酶分子中某些基团可使底物分子的敏感键中 电子云密度部分的增加或减少从而产生“电磁 张力”使敏感键更敏感，更易于反应。
3、共价催化作用
某些酶能与底物形成一个反应活性很高的 共价中间复合物。底物只需越过较低的活化能 就可以形成产物。
4、酸碱催化 这里指出的是广义的酸碱催化。
酶活性中心的一些基团（氨基、羧基、酚羟 基、咪唑基）可作为质子供体或受体对底物进 行催化，从而加快反应速度。
酸碱催化
酶活性中心提供H+或提供H+受体使敏感键断 裂的机制称酸碱催化。
酶在催化反应时会发生构象变化
例如：柠檬酸合成酶
小结 酶作用的专一性机理
锁钥学说：将酶的活性中心比喻作锁孔，底 物分子象钥匙，底物能专一性地插入到酶的 活性中心。 诱导契合学说：酶的活性中心在结构上具柔 性，底物接近活性中心时，可诱导酶蛋白构 象发生变化，这样就使酶活性中心有关基团 正确排列和定向，使之与底物成互补形状有 机的结合而催化反应进行。
几种酶作用机理举例
胰凝乳蛋白酶
胰凝乳蛋白酶的的机制
大致可分为两个阶段： 第一步：乙酰复合体的形成，称为酰化作用。 第二部：乙酰复合体通过水解再生为游离的酶， 称为脱酰作用。
溶菌酶
溶菌酶的催化过程
溶菌酶催化机制总结
酸催化(－OH、－NH3+、＝NH+、-COOH、－SH)
H2O
EH
E-
EH + OH-
A- : B+ + H+
碱催化(失电子态)
A- : H+ + E-COO-
AH + B+
A- + E-COOH E-COO- + H+
5、活性中心部位的微环境效应
1.酶活性中心提供一个低介电区：
低介电环境有利于电荷间相互作用，而极性环境往往 对电荷有屏蔽作用。 2.局部环境差异使催化基团的解离状态不一样，例如;
E+S
ES
E+P
中间产物学说的关键在于中间产物的形成，中间产 物稳定性较低，易于分解成产物。
中间产物假说
ES K K 1 2 E SK 3 P E
酶（E）与底物（S）结合生成不
稳定的中间物（ES），再分解成 产物（P）并释放出酶，使反应
E1 ES
沿一个低活化能的途径进行，降
E2
低反应所需活化能，所以能加快 E+S